Technische Optik in der Praxis

218 8 Fasern und Sensorik
Pulsverbreiterung ∆τ
∆τ /L (ns/km)
10
1
0,1
1,5
2,0
n(r) = n ⋅[1-2∆⋅(
r
0 a ) ]
∆ = 0,01
2,5
Profilparameter g
Abb. 8.9. Beispiel für die Abhängigkeit der Pulsverbreiterung bei der Gradientenfaser
(GeO2-SiO2, λ = 820 nm) vom Profilparameter g. Der optimale Wert von g
liegt bei g =2− 2∆ [2]
Die Anzahl ausbreitungsfähiger Moden ist bei typischen Multimodefasern
aus Quarzglas sehr groß; zwei Beispiele sollen dies für eine Wellenlänge von
840 nm verdeutlichen:
• Stufenindex, Durchmesser 2a = 200 µm, 2θ =60 ◦ ˆ=AN =0, 5 ⇒
N = 70 000,
• Gradientenindex, Durchmesser 2a = 62,5 µm, 2θ =29 ◦ ˆ=AN =0, 25 ⇒
N = 850.
Es ist zu beachten, daß die Modenanzahl vom Verhältnis a/λ bestimmt
wird (siehe V nach Gleichung (8.6)). N hängt also also nicht nur von der
Faser, sondern auch von der Lichtwellenlänge ab.
8.2.2 Monomode-Glasfasern
Konventionelle, polarisationsneutrale Fasern. Die hohen Anforderungen
an die Exaktheit des Profilverlaufs bei der Gradientenfaser sind technologisch
nur sehr schwer zu erfüllen. Aus diesem und weiteren Gründen
bleibt bei der Verwendung als nachrichtentechnisches Übertragungsmedium
auch hier die übertragbare Bandbreite begrenzt. Für viele Anwendungen
ist außerdem ein Problem, daß bei allen Vielmodenfasern an Faser/Faseroder
Faser/Detektor-Koppelstellen störende Interferenzerscheinungen auftreten
können (sog. Modenrauschen). Deshalb wurde ein weiterer Fasertyp
entwickelt, der nur noch eine Mode überträgt und deshalb Einmode- oder
Monomode-Faser genannt wird. Die schon bei der Gradientenfaser hohe Übertragungsbandbreite
(in Abb. 8.10 ist dafür das Bandbreiten-Längenprodukt
angegeben) kann so nochmals enorm gesteigert werden.
g 1/2
3,0